几何元素间相对位置及综合问题解题方法

1、4. 1 4. 2 4. 3 垂直问题垂直问题 4. 4 综合问题分析及解法综合问题分析及解法 1 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 （一）平行问题（一）平行问题 1 1熟悉线、面平行，面、面平行的几何条件；熟悉线、面平行，面、面平行的几何条件； 2 2熟练掌握线、面平行，面、面平行的投影特性及作图方法。熟练掌握线、面平行，面、面平行的投影特性及作图方法。 （二）相交问题（二）相交问题 1 1熟练掌握特殊位置线、面相交（其中直线或平面的投影具有积聚熟练掌握特殊位置线、面相交（其中直线或平面的投影具有积聚 性）交点的求法和作两个面的交线（其中一平面的投影具有积聚性）。性）交点的求法和作两个面

2、的交线（其中一平面的投影具有积聚性）。 2 2熟练掌握一般位置线、面相交求交点的方法；掌握一般位置面、熟练掌握一般位置线、面相交求交点的方法；掌握一般位置面、 面相交求交线的作图方法。面相交求交线的作图方法。 3 3掌握利用重影点判别投影可见性的方法。掌握利用重影点判别投影可见性的方法。 （三）垂直问题（三）垂直问题 掌握线面垂直、面面垂直的投影特性及作图方法。掌握线面垂直、面面垂直的投影特性及作图方法。 （四）点、线、面综合题（四）点、线、面综合题 1 1熟练掌握点、线、面的基本作图方法；熟练掌握点、线、面的基本作图方法； 2 2能对一般画法几何综合题进行空间分析，了解综合题的一般解题能对一

3、般画法几何综合题进行空间分析，了解综合题的一般解题 步骤和方法。步骤和方法。2 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 直线与平面平行直线与平面平行 两平面平行两平面平行 3 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 直线与平面平行直线与平面平行 D D B B C C A A P P 若：若：ABABCD 则：则：ABPABP 若平面外的一条直线与平面内的一条直线平行，若平面外的一条直线与平面内的一条直线平行， 则该直线与该平面平行。这是解决直线与平面平行作则该直线与该平面平行。这是解决直线与平面平行作 图问题的依据。图问题的依据。 几何条件：几何条件： 有关线、面平行的作图问题有：有关线、面平行

4、的作图问题有： 判别已知线面是否平行；判别已知线面是否平行； 作直线与已知平面平行；作直线与已知平面平行； 包含已知直线作平面与另一已知直线平行。包含已知直线作平面与另一已知直线平行。4 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 f g f g 结论：直线结论：直线ABAB不平行于定平面不平行于定平面 例例11 试判断直线试判断直线AB是否平行于定平面是否平行于定平面 5 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 n a c b m a b c m n 例例2 2 过过M点作直线点作直线MN平行于平面平行于平面ABC。 有无数解有无数解 d d X X 6 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 正平

5、线正平线 例例3 3 过过M点作直线点作直线MN平行于平行于V面和面和 平面平面 ABC。 唯一解唯一解 c b a m a b c m n n d d X X 7 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 ba a f f b 例例44 试过点试过点K作水平线作水平线AB平行于平行于CDE平面平面 8 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 直线与特殊位置平面平行直线与特殊位置平面平行 XO A B a(b) C D E F G H c d e(f) h(g) a b a(b) c c d d e f e(f) g h h(g) 当平面为投影面的垂直面时，只要平面有积聚性的投影和直当平面为投影面

6、的垂直面时，只要平面有积聚性的投影和直 线的同面投影平行，或直线也为该投影面的垂线，则直线与平面线的同面投影平行，或直线也为该投影面的垂线，则直线与平面 必定平行。必定平行。 9 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 两平面平行两平面平行 若一个平面内的相交二直线与另一个 平面内的相交二直线对应平行，则此两平 面平行。这是两平面平行的作图依据。 判别两已知平面是否相互平行； 过一点作一平面与已知平面平行； 已知两平面平行，完成其中一平面的 所缺投影。 几何条件：几何条件： 两平面平行的作图问题有：两平面平行的作图问题有： 10 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 两平面平行两平面平行 若一平

7、面上的两相交直线分别平行于另一若一平面上的两相交直线分别平行于另一 平面上的两相交直线，则这两平面相互平行。平面上的两相交直线，则这两平面相互平行。 ABAB；ACAC； 则：则：PQPQ 11 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 若两投影面垂直面相互平行，则它们具有若两投影面垂直面相互平行，则它们具有 积聚性的那组投影必相互平行。积聚性的那组投影必相互平行。 XO e(f) F h(g) G E H g f h(g) e(f) O eh A B C a c b a b c a c b 两特殊位置平面平行两特殊位置平面平行 12 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 c f b d e a

8、a b c d e f X X f g a b c d e f g a b c d e X X 两特殊位置平面平行两特殊位置平面平行 两一般位置平面平行两一般位置平面平行 13 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 a ce b b a d d f c f e k h k h O OX X m m 由于由于ek不不 平行于平行于ac, , 故两平面故两平面 不平行。不平行。 例例11 判断平面判断平面ABDCABDC与平面与平面EFHMEFHM是否平行，是否平行， 已知已知ABCDEFMHABCDEFMH 14 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 例2 试判断两平面是否平行 m n m n

9、r r s s 结论：两平面平行结论：两平面平行 15 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 e m n m n fe f s r s r k k 例例33 已知定平面由平行两直线已知定平面由平行两直线AB和和CD给定。试过给定。试过 点点K作一平面平行于已知平面作一平面平行于已知平面 。 16 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 例4 试判断两平面是否平行。 结论：因为结论：因为PH平行平行SH，所以两平面平行，所以两平面平行 17 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 直线与平面相交直线与平面相交 两平面相交两平面相交 18 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 直线与平面相交，其

10、交点是直线与平面的直线与平面相交，其交点是直线与平面的 共有点。共有点。 1. 直线与平面相交直线与平面相交 要讨论的问题：要讨论的问题： (1) (1) 求直线与平面的交点。求直线与平面的交点。 (2) (2) 判别两者之间的相互遮判别两者之间的相互遮 挡关系，即判别可见性。挡关系，即判别可见性。 我们将分别讨论一般位置的直线与平我们将分别讨论一般位置的直线与平 面或至少有一个处于特殊位置的情况。面或至少有一个处于特殊位置的情况。 19 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 2. 两平面相交两平面相交 两平面相交其交线两平面相交其交线 为直线，交线是两平面为直线，交线是两平面 的共有线，同时

11、交线上的共有线，同时交线上 的点都是两平面的共有的点都是两平面的共有 点。点。 要讨论的问题：要讨论的问题： 求两平面的交线求两平面的交线 方法：方法： 确定两平面的两个共有点。确定两平面的两个共有点。 确定一个共有点及交线的方向。确定一个共有点及交线的方向。 判别两平面之间的相互遮挡关系，即：判别两平面之间的相互遮挡关系，即： 判别可见性。判别可见性。 20 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 直线与特殊位置平面相交 判断直线的可见性 特殊位置直线与一般位置平面相交 21 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 1. 直线与特殊位置平面相交 由于特殊位置平面的某个投影有积聚性由于特殊位置平面

12、的某个投影有积聚性，交点可直接求出。交点可直接求出。 b b a a c c m m n n k k 22 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 2. 判断直线的可见性 特殊位置线面相交，根据平面的积聚性投影，能直接判别直线的可见性。特殊位置线面相交，根据平面的积聚性投影，能直接判别直线的可见性。 k b b a a c c m m n n k 23 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 例例1 1 求直线求直线MN与平面与平面ABC的交点的交点K并判别可见性。并判别可见性。 空间及投影分析空间及投影分析: 平面平面ABC是一铅垂是一铅垂 面，其水平投影积聚成面，其水平投影积聚成 一条直线

13、，该直线与一条直线，该直线与 mn的交点即为的交点即为K点的点的 水平投影。水平投影。 求交点求交点 判别可见性判别可见性 由水平投影可知，由水平投影可知， KN段在平面前，故正段在平面前，故正 面投影上面投影上k n 为可见。为可见。 还可通过重影还可通过重影 点判别可见性。点判别可见性。 平面为特殊位置平面为特殊位置 a b cm n c n b a m k k 1 (2 ) 2 1 X X 24 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 k m(n) b m n c b a a c 直线为特殊位置直线为特殊位置 空间及投影分析空间及投影分析: 直线直线MN为铅垂线，其为铅垂线，其 水平投影积

14、聚成一个点，水平投影积聚成一个点， 故交点故交点K的水平投影也积聚的水平投影也积聚 在该点上。在该点上。 求交点求交点 判别可见性判别可见性 点点位于平面上，在位于平面上，在 前，点前，点位于位于MN上，在上，在 后，故后，故k 1 1 为不可见为不可见。 k 2 1 1 (2 ) X X 25 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 ( ) k 2 1 k 21 例例2 2 26 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 求两平面交线的问题可以看作是求两个 共有点的问题，由于特殊位置平面的某个投 影有积聚性，交线可直接求出。 1.求交线 2.判断平面的可见性 27 几何元素间相对位置及综合问题解题

15、方法 M m n l a c b P PH A B C F K N L k f n l m m l n b a c c a b f k f k 28 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 29 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 30 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 a b c d e f c f d b e a m (n ) 例例3 3 求两平面的交线求两平面的交线 MN并判别可见性。并判别可见性。 空间及投影分析：空间及投影分析： 求交线求交线 判别可见性判别可见性 从正面投影上可看出，从正面投影上可看出， 在交线左侧，平面在交线左侧，平面ABC在在 上，其水平投影可见。上，其

16、水平投影可见。 m n 平面平面ABC与与DEF都为都为 正垂面，它们的交线为一正垂面，它们的交线为一 条正垂线，两平面正面投条正垂线，两平面正面投 影的交点即为交线的正面影的交点即为交线的正面 投影，交线的水平投影垂投影，交线的水平投影垂 直于直于OX轴。轴。 还可通过重影点还可通过重影点 判别可见性判别可见性 31 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 a a b d( (e) ) e b d h( (f) ) c f c h m n 空间及投影分析：空间及投影分析： 平面平面DEFH是一铅垂面，是一铅垂面， 它的水平投影有积聚性，其它的水平投影有积聚性，其 与与ac、bc的交点的交点m

17、、n 即为即为 两个共有点的水平投影，故两个共有点的水平投影，故 mn即为交线即为交线MN的水平投影。的水平投影。 求交线求交线 判别可见性判别可见性 点点在在MC上，点上，点在在 FH上，点上，点在前，点在前，点在在 后，故后，故mc 可见。可见。 作图作图 X X 2 1 1 1(2(2) ) m n 32 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 b c d e f a b a c d e f 投影分析投影分析 N点的水平投影点的水平投影n位于位于 def 的外面，说明点的外面，说明点N 位于位于DEF所确定的平面所确定的平面 内，但不位于内，但不位于DEF这个这个 图形内。图形内。 所以所

18、以ABC和和DEF的的 交线应为交线应为MK。 m k k n n 求交线求交线 判别可见性判别可见性 作图作图 m DEF的正面投影积聚的正面投影积聚 33 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 以正垂面为辅助平面求线面交点 示意图 以铅垂面为辅助平面求线面交点 示意图 判别可见性 示意图 34 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 1 2 QV 2 1 k k 步骤：步骤： 1过过EF作正作正 垂平面垂平面Q。 2求求Q平面与平面与 ABC的交线的交线 。 3求交线求交线 与与EF的交的交 点点K。 示意图 以正垂面为辅助平面求直线以正垂面为辅助平面求直线EF与与ABC平面的交点平面的交点

19、 35 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 A B C Q 过过EF作正垂面作正垂面Q E F 以正垂面为辅助平面求线面交点以正垂面为辅助平面求线面交点 示意图示意图 36 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 2 PH 1 步骤：步骤： 1过过EF作铅作铅 垂平面垂平面P。 2求求P平面与平面与 ABC的交线的交线 。 3求交线求交线 与与EF的交的交 点点K。 k k 2 示意图 以铅垂面为辅助平面求直线以铅垂面为辅助平面求直线EF与与ABC平面的交点平面的交点 1 37 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 过过EF作铅垂面作铅垂面P 以铅垂面为辅助平面求线面交点以铅垂面为辅助平

20、面求线面交点 示意图示意图 F C A B P E FK E 38 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 f e e 直线EF与平面 ABC相交，判别可见性。 利利 用用 重重 影影 点点 判判 别别 可可 见见 性性 1 2 4 3 （ ） k k ( 3) 4 示意图示意图 ( )2 1 39 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 求两平面交线的问题可以看作是求 两个共有点的问题, 因而可利用求一般 位置线面交点的方法找出交线上的两个 点，将其连线即为两平面的交线。 两一般位置平面相交求交线两一般位置平面相交求交线 判别可见性判别可见性 40 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 两一般

21、位置平两一般位置平 面相交，求交面相交，求交 线步骤：线步骤： 1用求直线用求直线 与平面交点的与平面交点的 方法，作出两方法，作出两 平面的两个共平面的两个共 有点有点K、E。 l l n m m n PV QV 1 2 2 1 k k e e 2连接两个连接两个 共有点，画出共有点，画出 交线交线KE。 示意图示意图 求两平面的交线求两平面的交线 41 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 两一般位置平面相交求交线的方法两一般位置平面相交求交线的方法 示意图示意图 利用求一般位置利用求一般位置 线面交点的方法找出线面交点的方法找出 交线上的两个点，将交线上的两个点，将 其连线即为两平面的

22、其连线即为两平面的 交线。交线。 M B C A F K N L 42 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 利利 用用 重重 影影 点点 判判 别别 可可 见见 性性 两平面相交，判别可见性两平面相交，判别可见性 3 4 ( ) 3 4 2 1 ( )1 2 43 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 试过试过K点作一直线平行于已知平面点作一直线平行于已知平面ABC，并与，并与 直线直线EF相交相交 。 综合性问题解法 综合性问题解法 综合性问题解法 44 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 过已知点过已知点K作平面作平面P平行平行于于 ABC；直线；直线EF与平面与平面P交于交于H

23、； 连接连接KH，KH即为所求。即为所求。 F P E K H 45 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 m n h h n m PV 1 1 2 2 1过点过点K作平面作平面 KMN/ ABC平面。平面。 2求直线求直线EF与平面与平面 KMN的交点的交点H 。 3连接连接KH，KH即即 为所求。为所求。 46 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 直线与平面垂直直线与平面垂直 两平面互相垂直两平面互相垂直 47 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 V H P A K L D C B E 几何条件：几何条件：若一直线垂直于一平面，则必垂直于属于该平面若一直线垂直于一平面，则必垂直于属于

24、该平面 的一切直线。的一切直线。 48 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 定理定理1 1：若一直线垂直于一平面、则直线的水平投影必垂直于属若一直线垂直于一平面、则直线的水平投影必垂直于属 于该平面的水平线的水平投影；直线的正面投影必垂直于该平面的水平线的水平投影；直线的正面投影必垂直 于属于该平面的正平线的正面投影。于属于该平面的正平线的正面投影。 V P A K L D C B E H a a d c b d c b e e k n k n X O 49 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 定理定理2 2：若一直线垂直于属于平面的水平线的水平投影；直线若一直线垂直于属于平面的水平线的水

25、平投影；直线 （逆）（逆） 的正面投影垂直于属于平面的正平线的正面投影、则的正面投影垂直于属于平面的正平线的正面投影、则 直线必垂直于该平面。直线必垂直于该平面。 a c a c n n k f d b d b f k V P A K L D C B E H X O 50 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 a c a c n n m f d b d b f m 51 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 h h h h h hk k SV k k PV k k QH 52 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 ef e m n m n c a a d b c d b f XO 53 几何元

26、素间相对位置及综合问题解题方法 几何条件：几何条件：若一直线垂直于一定平面，则包含这条直线的所若一直线垂直于一定平面，则包含这条直线的所 有平面都垂直于该平面。有平面都垂直于该平面。 P A B 54 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 反之，两平面相互垂直，则由属于第一个平面的任意一反之，两平面相互垂直，则由属于第一个平面的任意一 点向第二个平面作的垂线必属于第一个平面。点向第二个平面作的垂线必属于第一个平面。 A B 两平面垂直两平面垂直两平面不垂直两平面不垂直 A B 55 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 g h a c a c h k k f d b d b f g XO 56

27、 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 g h a c h a c k k b b g f f d d 结论：两平面不垂直结论：两平面不垂直 XO 57 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 5.4.1 空间几何元素定位问题空间几何元素定位问题 5.4.2 空间几何元素度量问题空间几何元素度量问题 5.4.3 综合问题解题举例综合问题解题举例 58 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 求解综合问题主要包括：求解综合问题主要包括： 平行、相交、及垂直等问题侧重于探求每一个单个平行、相交、及垂直等问题侧重于探求每一个单个 问题的投影特性、作图原理与方法。而实际问题是综合问题的投影特性、作图原理与

28、方法。而实际问题是综合 性的，涉及多项内容，需要多种作图方法才能解决。性的，涉及多项内容，需要多种作图方法才能解决。 综合问题解题的一般步骤：综合问题解题的一般步骤： 1. 分析题意分析题意 2. 明确所求结果，找出解题方法明确所求结果，找出解题方法 3. 拟定解题步骤拟定解题步骤 空间几何元素的定位问题（交点、交线）空间几何元素的定位问题（交点、交线） 空间几何元素的度量问题（如距离、角度）。空间几何元素的度量问题（如距离、角度）。 59 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 c g h e f d c e f g h d XO 60 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 所求得直线所求得直

29、线AB一定在平行于一定在平行于CD的平面上，并且与的平面上，并且与 交叉直线交叉直线EF、GH相交。相交。 A B C D H G E F 61 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 k k c g h e f d c e f g h d XO PV 1 1 2 2 a a b b 62 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 63 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 E Q F A K 64 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 2 1 1 2 2 1 a e f a f e 1 2 PV k k 65 几何元素间相对位置及综合问题解 题方法 度量问题度量问题是解决距离和角度的度量问题，

30、主要基础是根据是解决距离和角度的度量问题，主要基础是根据 直角投影定理作平面的垂线或直线的垂面，并求直角投影定理作平面的垂线或直线的垂面，并求 其实长或实形。其实长或实形。 1.1.距离的度量距离的度量 点到点之间的距离点到点之间的距离. 求二点之间线段的实长（直角三求二点之间线段的实长（直角三 角形法）。角形法）。 点到直线之间的距离点到直线之间的距离. 过点作平面垂直于直线，求出垂过点作平面垂直于直线，求出垂 足，再求出点与垂足之间的线段足，再求出点与垂足之间的线段 实长。实长。 点到平面之间的距离点到平面之间的距离. 过点作平面的垂线，求出垂足，过点作平面的垂线，求出垂足， .再求出点与

31、垂足之间的线段实长。再求出点与垂足之间的线段实长。 66 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 直线与直线平行之间的距离直线与直线平行之间的距离 直线与交叉直线之间的距离直线与交叉直线之间的距离 直线与平面平行之间的距离直线与平面平行之间的距离 平面与平面平行之间的距离平面与平面平行之间的距离 过一直线上任一点作另一直线的垂线，余下方法同点到直过一直线上任一点作另一直线的垂线，余下方法同点到直 线的距离。线的距离。 包含一直线作一平面平行于另一直线，在另一直线上任取包含一直线作一平面平行于另一直线，在另一直线上任取 一点，过点作平面的垂线，求出垂足，再求出点与垂足之一点，过点作平面的垂线，求出

32、垂足，再求出点与垂足之 间的线段实长。间的线段实长。 过直线上任一点作平面的垂线。方法同点到平面的距离。过直线上任一点作平面的垂线。方法同点到平面的距离。 过一平面上任一点作另一平面的垂线。余下方法同点到平过一平面上任一点作另一平面的垂线。余下方法同点到平 面的距离。面的距离。 67 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 P Q P P DB P P B P K A K A L C K L L A B K L A B K C D E L F 68 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 c a b c a b XO 69 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 P A B C K 过过C点作直线点

33、作直线AB的垂线的垂线CK一定在过一定在过C点并且与点并且与AB垂直垂直 的平面的平面P内，过内，过C点作一平面与直线点作一平面与直线AB垂直，求出该平面与垂直，求出该平面与 AB的交点的交点K，最后求出垂线，最后求出垂线CK的实长即为所求。的实长即为所求。 70 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 c a b c a b XO e d e d 1 2 1 2 k k 所求距离所求距离 PV 71 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 c a b c a b XO e d e d 1 2 1 2 k k 所求距离所求距离 PV d d 72 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 作出垂线作出垂线 后，用辅助平后，用辅助平 面法求出垂线面法求出垂线 与与平平 面的交点（即面的交点（即 垂足），再用垂足），再用 直角三角形法直角三角形法 求出线段的实求出线段的实 长即可。长即可。 h f e b m b a c a c h 所求距离所求距离 MK实长实长 k k XO e f m 73 几何元素间相对位置及综合问题解题方法 c c a b a b X